Телескоп скелястих гір

20 жовтня минулого року, після закінчення підписки, президент Гарматного клубу видав Кембріджській обсерваторії суму, необхідну для спорудження величезного оптичного інструмента. Цей інструмент, підзорна труба або телескоп, мав бути досить потужним, щоб крізь нього можна було бачити на поверхні Місяця предмети, які мали 2,9 метра завширшки.

Є досить велика різниця між підзорною трубою і телескопом. Тут доречно згадати за неї. Труба має на своєму верхньому кінці вигнуту лінзу – об'єктив, а на нижньому кінці другу лінзу – окуляр, до якого прикладається око спостерігача. Проміння, що йде від ясного предмета, проходить першу лінзу і через заломлення утворює перекинутий образ у своєму фокусі, тобто в місці сполучення всіх заломлених променів. Це зображення спостерігають через окуляр, який збільшує його так само, як лупа. Отже, підзорна труба з обох кінців закрита об'єктивом і окуляром.

Навпаки, труба телескопа відкрита на своєму верхньому кінці. Проміння, що йде від предмета, який спостерігають, вільно входить туди і падає на ввігнуте металеве дзеркало. Звідси відзеркалене проміння потрапляє в маленьке дзеркало, яке відсилає його до окуляра, призначеного збільшувати це зображення.

Отже, в підзорних трубах основну роль відіграє заломлення або рефракція, а в телескопах – відзеркалення або рефлексія. Тому підзорні труби називають рефракторами, а телескопи – рефлекторами. Вся трудність виконання цих оптичних приладів полягає у виготовленні об'єктивів, які бувають зроблені з лінз або металевих дзеркал.

Проте в ту епоху, коли Гарматний клуб учинив свою велику спробу, ці інструменти були вже значно удосконалені і давали чудові результати. Вже минули ті часи, коли Галілей спостерігав зорі своєю підзорною трубою, яка збільшувала всемеро. Починаючи з XVI століття, оптичні прилади зробилися більші і довші і давали змогу проникнути в зоряні простори до глибини, недосяжної раніше. Серед рефракторів того часу відомі були рефрактор Пулковської обсерваторії в Росії, об'єктив його мав 37 5 сантиметра (і коштував 80 тисяч карбованців), рефрактор французького оптика Леребура з об'єктивом таких самих розмірів, як і попередній, і, нарешті, рефрактор Кембріджської обсерваторії з об'єктивом у 48 сантиметрів. Щодо рефлекторів, то відомі були два, які мали дивовижну силу і велетенські розміри. Один з них, побудований Гершелем, мав 11 метрів завдовжки і дзеркала 146 сантиметрів у діаметрі. За допомогою цього інструмента можна було добитися збільшення в 6 000 разів. Другий рефлектор був в Ірландії, у Берркаслі, в парку Парсонстаун, і належав лордові Россу. Довжина його труби була 15,7 метра, а дзеркало мало 193 сантиметри у діаметрі і збільшувало в 6 400 разів. Спеціально для цього приладу треба було спорудити кам'яну стіну, щоб установити на ній необхідні для керування механізми. Цей телескоп важив 11 450 кілограмів[61].

Але, хоч розміри рефлектора були колосальні, він давав збільшення в середньому тільки в 6 тисяч разів. Таке збільшення наближає Місяць лише на відстань 72 кілометрів і дає змогу бачити предмети не менші як 19 метрів у діаметрі.

Отже, оскільки для теперішньої спроби треба бачити снаряд у 2,9 метра діаметром. Місяць мав бути наближений на віддаль, принаймні, 9 кілометрів, а для того потрібне збільшення у 48 000 разів.

Таке питання було поставлено Кембріджській обсерваторії. Вона не повинна була зупинятися перед фінансовими утрудненнями, їй залишалося подолати труднощі виконання.

Насамперед треба було зробити вибір між рефрактором і рефлектором. Рефрактор має чимало переваг перед рефлектором. Навіть коли їх об'єктиви однакові, рефрактор дає значніше збільшення. Проміння, проходячи крізь скло, менш вбирається, ніж тоді, коли його відбиває металеве дзеркало рефлектора. Але скло можна виробляти лише обмеженої товщини бо інакше воно не пропустить проміння. Крім того, виготовляти величезні лінзи надзвичайно важко, і на це потрібно багато часу, цілі роки.

Хоч які важливі всі ці переваги, особливо для спостереження Місяця, світло якого є лише наслідок відбивання сонячного проміння, довелося, хоч‑не‑хоч, відмовитися від рефрактора і користуватися рефлектором, який можна побудувати. Силою збільшення рефлектор іноді може перевищувати силу рефрактора. Але через те, що проміння втрачає багато сили, проходячи крізь атмосферу, Гарматний клуб вирішив установити свій телескоп на одній з найвищих гір Сполучених Штатів, щоб обминути найгустіші шари повітря.

Як ми вже бачили, у телескопах окуляр, тобто лупа, буває перед оком спостерігача і дає збільшення, яке залежить від розміру дзеркала, тобто об’єктиву. Щоб мати збільшення в 48 тисяч разів, треба було виготувати об'єктив, далеко більший, ніж об'єктиви телескопів Гершеля і Росса. Саме в цьому й полягала складність цієї справи, бо відшліфовування дзеркал – надзвичайно трудна робота.

На щастя, за кілька років до того французький учений Леон Фуко винайшов дуже легкий і швидкий спосіб відшліфовувати об'єктиви. Він замінив металеве дзеркало посрібненим склом. Досить вилити кусок скла необхідного розміру і металізувати його сіллю срібла. Цей спосіб дав чудові наслідки, і його використали для виготовлення об'єктива.

Крім того, дзеркало за методом, що його застосував Гершель для своїх телескопів, було розташоване внизу труби з певним нахилом до її дна так, щоб фокусна відстань досягла окуляра. Спостерігач містився вже не в нижній, а в верхній частині телескопа і там за допомогою окуляра шукав потрібне йому зображення у величезному циліндрі. Ця комбінація мала ту перевагу, що усувала маленьке дзеркало, призначене відсилати образ до окуляра, і сила проміння послаблювалася значно менше. Через це зображення було ясніше – дуже важлива перевага для спостереження.

Після того, як були ухвалені ці рішення, розпочалися роботи. За розрахунками Кембріджської обсерваторії, труба нового рефлектора повинна була мати 91 метр завдовжки і дзеркало діаметром 5 метрів. Хоч який великий був цей інструмент, але його не можна було порівняти з тим телескопом, що його пропонував сконструювати астроном Гук і що повинен був мати три з половиною кілометра завдовжки. Питання про місце, де треба встановити телескоп, було розв'язане дуже швидко. Треба було обрати високу гору, а високих гір не дуже багато у Сполучених Штатах.

І справді, орографічна (гірська) система цієї великої країни обмежується двома пасмами середньої висоти, між якими тече велика ріка Міссісіпі.

На сході простяглися Апалачські гори, найвища вершина яких у Нью‑Гемшайрі досягає не більше 1920 метрів, а це не так вже високо. На заході, навпаки, розташовані Скелясті гори, величезне пасмо, яке є продовженням найдовшого у світі гірського пасма від Магелланової протоки вздовж усього західного берега Південної Америки, де ці гори мають назву Андів або Кордільєрів. На північ це пасмо простягається через усю Америку від Панамського перешийка аж до берегів Полярного моря. Ці гори не такі високі, як Альпи або Гімалаї Старого світу. Справді, найвища їх вершина має лише 4 410 метрів над рівнем моря, тимчасом як Монблан має 4 810 метрів, а Еверест або Гаурісанкар, найвища вершина Гімалайських гір, – 8 882 метри.

Але Гарматний клуб обов'язково бажав, щоб телескоп, так само як і колумбіада, був установлений на території Сполучених Штатів; тому довелось задовольнитися Скелястими горами, і всі необхідні матеріали були перенесені на вершину Лонг‑Пік у штаті Міссурі.

Не можна змалювати всіх труднощів, які довелося перебороти американським інженерам, що виявили надзвичайну відважність і спритність. Треба було піднімати на гору велике каміння, важкі залізні частини, циліндр, об'єктив вагою 12 825 кілограмів. Все це треба було втягнути вище границь вічного снігу на висоту 3 250 метрів, пройшовши безлюдні прерії, непрохідні ліси, де кожна дрібниця існування ставала нерозв'язною проблемою. Але американці перемогли всі тисячі перешкод. Менш як через рік після початку робіт, в останні дні вересня, гігантський рефлектор вже підіймав у повітрі свою трубу, що мала завдовжки 91 метр. Вона спиралася на величезну залізну підпору. Дотепно злагоджений механізм давав змогу скеровувати цю трубу на всі частини неба і стежити за зорями від їх появи до зникнення. Вона коштувала 400 000 доларів.

Коли першого разу її скерували на Місяць, спостерігачі відчули хвилювання, викликане водночас цікавістю і неспокоєм. Що можна було побачити у полі зору цього телескопа, який збільшував предмет спостереження у 48 тисяч разів? Тамтешніх людей, стада якихсь місячних тварин, міста, озера, океани? Ні, нічого про що наука ще не знала б, не було помічено, і лише підтвердилася спостереженнями вулканічна природа цієї планети.

Але телескоп Скелястих гір ще до того, як зробив послуги Гарматному клубові, дав велику користь астрономам. Завдяки його силі можна було заглибитись у небесний простір до крайніх його границь і точно виміряти діаметр значного числа зір. Нарешті, астроном Кларк із Кембріджської обсерваторії розклав на окремі зорі крабовидну туманність у сузір'ї Тельця, чого не пощастило ніколи зробити рефлекторові лорда Росса.

РозділXXIV

Дата добавления: 2015-11-30